專利名稱：晶體生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及晶體生長(zhǎng)調(diào)節(jié)的方法，更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及在拜耳法中氧化鋁沉淀時(shí)的晶體生長(zhǎng)調(diào)節(jié)方法。
在用來(lái)進(jìn)行鋁土礦富集的拜耳法中，人們將鋁土置于堿液中浸出，并在分離紅色淀渣及其他不溶性雜質(zhì)后，使已溶解的氧化鋁以三水合物形式沉淀出來(lái)。
沉淀作用在一系列沉淀槽中逐步進(jìn)行。向富含氧化鋁的原始熱堿液中加入籽晶，并讓堿液緩緩冷卻，以使晶體生長(zhǎng)。然后，在一系列分粒器中使晶體同母液分離，較大的晶體隨下層物流從第一級(jí)分粒器中排出，并以過(guò)濾法將其回收。
較小的晶體隨溢流轉(zhuǎn)到第二級(jí)和后續(xù)各級(jí)分粒器中。從這些分粒器出來(lái)的下層物流，一般都作為晶種返回到工藝過(guò)程中去。
在進(jìn)行拜耳法時(shí)，要注意防止在沉淀步驟的上游發(fā)生過(guò)早結(jié)晶，并應(yīng)選擇最佳的沉淀步驟條件，以使堿液中沉淀物的回收率達(dá)到最大，而同時(shí)又保持所需的晶體粒度分布。最好產(chǎn)生較大粒度的晶體，因?yàn)檫@有利于分離和后續(xù)的處理步驟。一部分小晶體對(duì)于沉淀過(guò)程的加晶種步驟來(lái)說(shuō)，也是需要的。然而，產(chǎn)生過(guò)多的籽晶是不希望的，因?yàn)檫@樣必須使物料循環(huán)。晶粒大小分布的控制是通過(guò)在沉淀階段，小心地控制溫度的變化、籽晶加入量、籽晶表面積、堿液送入量、攪拌程度等條件來(lái)達(dá)到的。結(jié)晶作用也受拜耳法所用各堿液中有機(jī)雜質(zhì)的影響，例如草酸鹽會(huì)對(duì)工藝過(guò)程產(chǎn)生不良影響。
美國(guó)專利US4，608，237報(bào)導(dǎo)，緊接在沉淀步驟之前，將一種大分子量的膠乳聚合物作為晶體生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑加到拜耳法各堿液中。據(jù)信，這種調(diào)節(jié)劑會(huì)改變氧化鋁三水合物結(jié)晶過(guò)程中所形成的草酸鈉晶體的性質(zhì)，從而影響氧化鋁的晶體生長(zhǎng)。
也曾有人建議，向正在進(jìn)行沉淀的熱拜耳生料液中添加一種溶于油載體中的表面活性劑，以增大所產(chǎn)生的晶態(tài)氧化鋁三水合物的粗度。使用這些晶體生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑時(shí)必須小心從事，因?yàn)樵谀承┣闆r下，添加比率至關(guān)重要，稍有過(guò)量就可能毒化晶體的生長(zhǎng)。
雖然上述晶體生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑已具備商業(yè)價(jià)值，但使用起來(lái)很費(fèi)錢(qián)。本發(fā)明的一個(gè)目的是提供這樣一種方法，在較佳實(shí)施方案中，該方法較現(xiàn)有技術(shù)更加行之有效，或者至少在成本方面效果更好，和/或該方法能克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)。
本發(fā)明的一個(gè)方面是一種用于加工鋁土礦以回收氧化鋁的方法，該方法包括下列步驟(a)用堿液浸煮所述礦石，以提取有用的氧化鋁;
(b)接著使堿液澄清，以除去堿不溶物質(zhì);
(c)使氧化鋁晶體從澄清母液中沉淀出來(lái);以及(d)在澄清步驟之后和在沉淀步驟之前或之中，向澄清母液中添加有效量的一種多糖或多糖接枝共聚物。
多糖或多糖接枝共聚物的有效量，按堿液總重量為基礎(chǔ)計(jì)算，以約0.1ppm至約100ppm為好，以約0.1ppm至約50ppm較佳，而以約0.1ppm至約25ppm為最佳。較理想的是，多糖和多糖接枝共聚物的平均分子量在約75，000至約5，000，000之間。
在本發(fā)明的較佳實(shí)施方案中，所說(shuō)的多糖選自平均分子量從75，000至5，000，000的葡聚糖、非離子型淀粉、陰離子型淀粉、鹿角菜、馬鈴薯淀粉、小麥淀粉、Wades玉米的玉米粉(一種可從Goodman Fielder Wattie公司購(gòu)得的，用澳大利亞玉米粒磨制的優(yōu)級(jí)玉米粉)和Mazaca 3401X(一種未經(jīng)改性的蠟狀(支鏈)淀粉，可從Goodman Fielder Wattie公司購(gòu)得)。小麥淀粉優(yōu)先選用食糧級(jí)，整粒，未經(jīng)改性的小麥淀粉。較理想的是，多糖接枝共聚物選自葡聚糖-(g)-聚丙烯酸酯及葡聚糖-(g)-聚丙烯酰胺。純直鏈淀粉或純支鏈淀粉，或者兩者的混合物也都適用于本發(fā)明。
本發(fā)明的第二個(gè)方面是一種用于加工鋁土礦以回收氧化鋁的方法，該方法包括下列步驟(a)用堿液浸煮所述礦石，以提取有用的氧化鋁;
(b)接著使堿液澄清，以除去堿不溶物質(zhì);
(c)使氧化鋁晶體從澄清母液中沉淀出來(lái);
(d)在沉淀步驟上游液體中添加一種作用劑，該作用劑在初始濃度時(shí)能有效地使氧化鋁穩(wěn)定不沉淀，而在較低濃度時(shí)則是一種有效的附聚助劑和/或晶體生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑;
(e)在沉淀步驟之前，將所述作用劑的濃度控制在初始濃度或高于初始濃度;以及(f)緊接在沉淀步驟之前或在沉淀步驟之中，將所述作用劑的濃度降到較低數(shù)值。
在本發(fā)明第二方面的較佳實(shí)施方案中，所述作用劑為多糖或多糖的接枝共聚物，其分子量以約75，000至約5，000，000為好，更佳的是，所說(shuō)的多糖選自平均分子量為75，000至5，000，000的葡聚糖、非離子型淀粉、陰離子型淀粉、鹿角菜、馬鈴薯淀粉、小麥淀粉、Wades玉米的玉米淀粉和Mazaca 3401X，而所說(shuō)的多糖接枝共聚物則選自葡聚糖-(g)-聚丙烯酸酯和葡聚糖-(g)-聚丙烯酰胺。
該作用劑在浸煮或澄清過(guò)程中，以能防止結(jié)晶的初始濃度來(lái)添加，按堿液總重量為基礎(chǔ)計(jì)算，作用劑的初始濃度以約50ppm至約300ppm之間為好，在沉淀步驟之前，將該作用劑降低到能促進(jìn)晶體生長(zhǎng)的較低濃度，按堿液總重量為基礎(chǔ)計(jì)算，以降低到約0.1ppm至約100ppm的濃度為好，其中以約0.1ppm至約50ppm較佳，而以約0.1ppm至約25ppm為最佳。
下面僅以舉例方式參照附圖更具體地說(shuō)明本發(fā)明的較佳實(shí)施方案。附圖中，y軸表示相對(duì)于空白試驗(yàn)的平均粒度增加值%，X軸表示Malvern分級(jí)數(shù)據(jù)(以μm為單位)。


圖1示出葡聚糖(平均分子量為500，000，Accurate Chemical & Scientific產(chǎn))、馬鈴薯淀粉(Labchem產(chǎn))、小麥淀粉(Goodman Fielder Watlie產(chǎn))、Wades玉米的玉米粉(Goodman Fielder Watlie產(chǎn))和Mazaca6401X(Goodman Fielder Watlie產(chǎn))在劑量各為5ppm時(shí)的特性曲線。
圖2示出圖1中各種多糖在劑量各為10ppm時(shí)的特性曲線。
圖3示出圖1中各種多糖在劑量各為25ppm時(shí)的特性曲線。
為進(jìn)一步闡明起見(jiàn)，特提供下列實(shí)施例。
實(shí)施例1至3的實(shí)驗(yàn)步驟籽晶以Tertiary Tray Seed(“TTS”)漿液的形式從氧化鋁廠獲得。
使該TTS漿通過(guò)細(xì)孔濾紙過(guò)濾，不另加洗滌。此步驟被認(rèn)為很可能保持籽晶的完整性，特別是對(duì)表面織組來(lái)說(shuō)更是如此。充分搖勻的濕籽晶也不易產(chǎn)生分級(jí)偏析。濕TTS籽晶的SPO(用滴定法測(cè)定)為0.018%。
將一部分殘留的濕籽晶用烘箱烘干，以測(cè)定固體物百分含量。實(shí)施例1至3中所取樣品中，固體含量為89.9%。
稱取用于試驗(yàn)的晶體生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑，將其置于翻轉(zhuǎn)放置的瓶蓋中央。
各瓶中裝有稱量過(guò)的，新從提煉廠沉淀器進(jìn)液管線采集的富含氧化鋁的堿液(“LTP”液)。籽晶從折疊濾紙上一次添加。然后，將瓶蓋翻扣過(guò)來(lái)，緊緊蓋住瓶子，借此將晶體生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑加入瓶?jī)?nèi)。通常，一次裝三個(gè)瓶子，隨即將這三個(gè)瓶子放入水浴中，并在76℃下保持3小時(shí)，以模擬第一沉淀槽的附聚條件。然后，將瓶子以同樣的次序從水浴中取出，緊接著用15-20ml濃度為200g/l的葡糖酸鈉溶液使之驟冷，以防快速生成晶核或晶核的任何進(jìn)一步生長(zhǎng)。
濾出氧化鋁三水合物，并用熱去離子水充分洗滌，然后在105℃下使之干燥。
晶粒的大小用現(xiàn)有技術(shù)中眾所周知的Malvern儀來(lái)測(cè)定。
從每瓶中取二份含晶體生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的樣品，將其同三份未添加晶體生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的空白試樣進(jìn)行比較。
實(shí)施例1被試產(chǎn)品為GJF812 表面活性劑/油類型的產(chǎn)品;
GJF544 平均分子量為500，000的葡聚糖，紐約
Accurate Chemical & Scientific公司產(chǎn)GJF582 平均分子量約為4，000，000的葡聚糖，Pharmachem公司產(chǎn)。
實(shí)驗(yàn)的詳細(xì)情況及回收量數(shù)據(jù)列于表1A。Malvern粒度測(cè)定數(shù)據(jù)列于表1B。+75μm篩分所占百分比的數(shù)據(jù)列于表1C。
堿液分析LTP堿＝195.3g/l，氧化鋁/堿＝0.698。
LTP草酸鹽(HPLC)＝1.61g/l。
LTP裝入量＝248.2g，TTS籽晶加入量＝7.8g(35g/l)。
表1C中的數(shù)據(jù)表明，在葡聚糖存在下，氧化鋁的沉淀行為既依賴于劑量。又依賴于分子量。分子量較大的GJF582葡聚糖在所有劑量下都使結(jié)晶產(chǎn)物細(xì)化。出乎意料的是，GJF544在10ppm時(shí)，是一種很有效的晶體生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑，但在20ppm時(shí)，由于毒化作用開(kāi)始生效而使晶體生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑作用不太明顯，在50ppm時(shí)，則完全毒化。也就是說(shuō)，在50ppm時(shí)，GJF544起著一種阻止氧化鋁結(jié)晶的穩(wěn)定劑的作用。氧化鋁回收數(shù)據(jù)(表1A)表明，GJF582產(chǎn)品在50ppm時(shí)并不顯著影響回收量，而在相同劑量時(shí)，分子量較低的產(chǎn)品所產(chǎn)生的氧化鋁比原始籽晶加入量還要少。
實(shí)施例2被試的產(chǎn)品是GJF544 見(jiàn)實(shí)施例1;
GJF609 平均分子量為500，000的葡聚糖，加拿大葡聚糖制品公司產(chǎn);
GJF852 平均分子量為500，000的葡聚糖，BTK產(chǎn);
GJF851 平均分子量約為2，000，000的葡聚糖，BTK產(chǎn);
GJF652 平均分子量約為5，000，000的葡聚糖，BTK產(chǎn);
GJF854 平均分子量為250，000的葡聚糖，KODAK產(chǎn)，GJF855 平均分子量為75，000的葡聚糖，KODAK產(chǎn)。
實(shí)驗(yàn)的詳細(xì)情況和回收量數(shù)據(jù)列于表2A。Malvern粒度測(cè)定數(shù)據(jù)記錄于表2B。+75μm篩分所占百分比的數(shù)據(jù)另行示于表2C。
堿液分析LTP堿＝196.3g/l，氧化鋁/堿＝0.698。
LTP草酸鹽(HPLC)＝1.57g/l。
LTP加入量＝248.2g，TTS籽晶加入量＝7.80g(35g/l)。
表2C中的數(shù)據(jù)表明，在這些試驗(yàn)中，平均分子量為500，000的葡聚糖(GJF544、GJF609及GJF852)是很有效的附聚助劑。氧化鋁回收量的數(shù)據(jù)(表2A)表明，在25ppm時(shí)，GJF544使回收量稍有下降。平均分子量較大的GJF851和GJF652不太有效，或者說(shuō)它使氧化鋁細(xì)化而不降低回收量。平均分子量為75，000-250，000的葡聚糖是很有效的附聚助劑，但在25ppm時(shí)會(huì)使回收量顯著降低。
實(shí)施例3已發(fā)現(xiàn)平均分子量較小的葡聚糖在10-25ppm時(shí)產(chǎn)生大量的粗化作用，根據(jù)這一點(diǎn)可以假定，這種量級(jí)的劑量會(huì)迅速使提煉廠得不到籽晶。較低的劑量會(huì)使提煉廠能較容易地產(chǎn)生足夠的籽晶，從而使工廠生產(chǎn)飽滿(進(jìn)料溫度更低等)，而且還改善了經(jīng)濟(jì)狀況。因此，在本實(shí)施例中，將平均分子量較低的葡聚糖在0.5、1及5ppm的劑量下加以比較。
被試的產(chǎn)品是GJF544 見(jiàn)實(shí)施例2;
GJF854 見(jiàn)實(shí)施例2;
GJF855 見(jiàn)實(shí)施例2;
GJF646 葡聚糖(平均分子量為500，000)與丙烯酰胺的接枝共聚物。以25ppm的劑量投加，以有效(
10%)為度;
GJF856 馬鈴薯淀粉ex-Labchem(Ajax)。
實(shí)驗(yàn)的詳細(xì)情況及回收量數(shù)據(jù)列于表3A。Malvern粒度測(cè)定數(shù)據(jù)記錄于表3B中。+75μm篩分所占百分比的數(shù)據(jù)另外列于表3C中。
堿液分析LTP堿＝194.3g/l，氧化鋁/堿＝0.696。
LTP草酸鹽(HPLC)＝1.58g/l。
LTP加入量＝248.2g，TTS籽晶加入量＝7.80g(35g/l)。
表3C中的數(shù)據(jù)表明，平均分子量為500，000的葡聚糖在劑量率為0.5ppm時(shí)，是一種有效的附聚助劑。分子量更小的葡聚糖不太有效。葡聚糖-丙烯酰胺接枝共聚物GJF646和淀粉GJF856是很有效的附聚助劑。后者的試驗(yàn)結(jié)果尤其出乎預(yù)料，并且由于原料成本低而具有重要意義。
多糖類看來(lái)呈復(fù)雜的附聚助劑行為，其結(jié)果使沉淀作用從強(qiáng)粗化至強(qiáng)毒化的范圍內(nèi)變化，這種變化取決于平均分子量、劑量率及分子結(jié)構(gòu)。
實(shí)施例4的實(shí)驗(yàn)步驟籽晶從一家氧化鋁廠以TTS漿液形式獲得，TTS漿液在真空下過(guò)濾后未經(jīng)洗滌。
將一部分留下的濕籽晶用烘箱烘干，以測(cè)定固體物的百分比。對(duì)實(shí)施例4的樣品來(lái)說(shuō)，固體物的百分含量約為90%。
稱取被試的晶體生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑，將其放置于翻轉(zhuǎn)的瓶蓋中央，以便用17g/l的堿液配制1%的溶液，否則另有說(shuō)明。
將一些盛有晶體生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的250ml Nalgene瓶各裝以200ml LTP液，并用各自的瓶蓋蓋緊，然后將各瓶在76℃下平衡，之后加入7.80g濕籽晶(35g/l)。
然后，將各瓶放回水浴中，并在76℃下保持3小時(shí)，以模擬第一槽的附聚條件。此后，將這些瓶子從水浴中取出，并立即如實(shí)施例1-3那樣使之驟冷。
濾出氧化鋁三水合物，用熱去離子水充分洗滌，然后在105℃下使之干燥。
晶體的粒度用現(xiàn)有技術(shù)中眾所周知的Malvern儀進(jìn)行測(cè)定。
從每個(gè)盛有晶體生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的瓶中取二份樣品，將其同三份未加晶體生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的空白樣品進(jìn)行比較。
實(shí)施例4在本實(shí)施例中，評(píng)定了一種高分子量葡聚糖連同一些多糖和其他試劑對(duì)附聚作用的影響。被試驗(yàn)的產(chǎn)品為GJF152 平均分子量為5，000，000的BTK葡聚糖。
Hamaco267 非離子型淀粉(Staley產(chǎn))。
Sta-Lok600 陰離子型淀粉(Staley產(chǎn))。
Glactacol411D 非離子型瓜耳膠(Henkel產(chǎn))。
Kelzan S 黃原膠Kelgin HV 藻酸銨(Kelco產(chǎn))。
Glactacol817 陰離子型瓜耳膠(Henkel產(chǎn))。
Glactacol640 陰離子型瓜耳膠(Henkel產(chǎn))。
Staramic747 氧化陰離子型淀粉(Staley產(chǎn))。
Klucol HF 羥丙基纖維素(Hercules產(chǎn))。
Kappa RE9091 鹿角菜(FMC產(chǎn))。
Aquaret 羧甲基化淀粉(Raisio產(chǎn))。
Kelcoloid HVF 丙二醇藻酸酯(Kelco產(chǎn))。
實(shí)驗(yàn)詳情和回收量數(shù)據(jù)列于表4A。Malvern粒度測(cè)定數(shù)據(jù)列于表4B中。+75μm篩分所占的百分比數(shù)據(jù)另外示于表4C。
堿液分析LTP堿＝190.7g/l，氧化鋁/堿＝0.696表4C中的數(shù)據(jù)表明，大分子量葡聚糖的晶體生長(zhǎng)調(diào)節(jié)行為相似于實(shí)施例1至3中所示平均分子量為500，000的葡聚糖，也就是說(shuō)，大分子量葡聚糖在低劑量時(shí)呈粗化作用，但在高劑量時(shí)由于毒化作用開(kāi)始發(fā)生影響而不太有效。
陰離子型淀粉Sta-Lok 600產(chǎn)生良好的粗化作用，而鹿角菜Kappa RE9091強(qiáng)烈地使產(chǎn)物細(xì)化，雖然回收量并不減少。不拘泥于理論，可以認(rèn)為，產(chǎn)品增強(qiáng)了成核作用。被試的其他多糖只有較小影響或者根本沒(méi)有影響。
實(shí)施例5及6的實(shí)驗(yàn)步驟所用的方法大體上如實(shí)施例1至3中所述的方法。除另有說(shuō)明外，均從每個(gè)含晶體生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的瓶中各取二份樣品，將其同三份未添加晶體生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的空白樣品進(jìn)行比較。所有試驗(yàn)均在76℃下進(jìn)行3小時(shí)，以模擬第一槽的附聚條件。
濕TTS籽晶的SPO(用HPLC測(cè)定)為0.015%。一部分剩余的濕籽晶用烘箱烘干，以測(cè)定固體物的百分含量。對(duì)于下面所討論的各個(gè)樣品來(lái)說(shuō)，固體物的百分含量為91.58%。+45μm的篩分為45.3%。
所有產(chǎn)品均在17g/l堿液中配制成0.2%的溶液。
在此實(shí)施例中，評(píng)定了其他多糖。
實(shí)施例5被試產(chǎn)品為GJF544 平均分子量為500，000的葡聚糖(Ac-curate Chemical & Scientific產(chǎn));
GJF856 馬鈴薯淀粉(Labchem產(chǎn));
GJF891 小麥淀粉(Goodman Fielder Watfie產(chǎn));
GJF892 Wades 玉米的玉米粉(Goodman Fielder Wattie產(chǎn));
GJF893 Mazaca 3401X(Goodman Fielder Wattie產(chǎn))。
實(shí)驗(yàn)詳情和回收量數(shù)據(jù)列于表5A。Molvern粒度測(cè)定數(shù)記錄于表5B。+75μm級(jí)分所占的百分比另列于表5C中。
堿液分析LTP堿＝190.0g/l，氧化鋁/堿＝0.696。
LTP草酸鹽(HPLC)＝1.75g/l。
LTP加入量＝248.3g，TTS籽晶加入量＝7.64g(35g/l)。
表5C中的數(shù)據(jù)表明，在低劑量(5ppm)時(shí)，所有淀粉產(chǎn)品均為十分有效的附聚助劑。與空白組相對(duì)比的平均粒度增加值對(duì)Malvern篩孔大小的曲線圖示于圖1至圖3。這些曲線表明，GJF893在各劑量率時(shí)均產(chǎn)生優(yōu)異特性。在低劑量時(shí)，葡聚糖是一種有效的附聚助劑，但在25ppm時(shí)，由于毒化作用開(kāi)始發(fā)生影響而不太有效。
實(shí)施例6被試的產(chǎn)品為GJF812 見(jiàn)實(shí)施例1GJF853 黃原膠，配制成0.2%的水溶液。
GJF890 羧甲基纖維素鈉鹽，配制成0.2%水溶液。
GJF661 葡聚糖-丙烯酰胺接枝共聚物，用平均分子量為500，000的葡聚糖(7.5g，Accurate Chemical & Scientific產(chǎn)aka GJF544)和丙烯酰胺(33g)溶于水(537g)制得，用水稀釋成含1%有機(jī)固體物的溶液(三種劑量不經(jīng)重復(fù)試驗(yàn))。
GJF662 葡聚糖-丙烯酰胺接枝共聚物，用平均分子量為250，000的葡聚糖(7.5g，BDH產(chǎn))和丙烯酰胺(33g)溶于水(537g)制備，用水稀釋成含1%有機(jī)固體物的溶液(三種劑量不經(jīng)重復(fù)試驗(yàn))。
GJF544 葡聚糖，配制成0.2%的水溶液。
GJF871 一種表面活性劑/油型產(chǎn)品。
實(shí)驗(yàn)詳情和回收量數(shù)據(jù)列于表6A。Molvern粒度測(cè)定數(shù)據(jù)記錄于表6B中。+75μm篩分所占的百分?jǐn)?shù)另列于表6C。
堿液分析LTP堿＝194.6g/l，氧化鋁/堿＝0.699。
LTP草酸鹽(HPLC)＝1.72g/l。
LTP加入量＝248.3g，TTS籽晶加入量＝7.64g(35g/l)。
表6C中的數(shù)據(jù)表明，在20ppm時(shí)，黃原膠使產(chǎn)物稍微變細(xì)，而在同樣劑量時(shí)，羧甲基纖維素的晶體生長(zhǎng)調(diào)節(jié)效應(yīng)不明顯。這正好與用葡聚糖和淀粉所觀察到的強(qiáng)烈晶體生長(zhǎng)調(diào)節(jié)效應(yīng)相反，并表明多糖的結(jié)構(gòu)和平均分子量是至關(guān)重要的。葡聚糖-丙烯酰胺接枝共聚物是有效的附聚助劑，而由平均分子量較大的葡聚糖制得的產(chǎn)品(GJF661)是較好的產(chǎn)品，特別在最低劑量率時(shí)更是如此。在20ppm時(shí)，葡聚糖GJF544產(chǎn)生良好的粗化作用，但同時(shí)回收量略有降低。同一產(chǎn)品在25ppm時(shí)由于如前面的實(shí)施例中那樣開(kāi)始毒化而不太有效。直至50ppm時(shí)，接枝共聚物仍未顯示出有毒化的跡象。
實(shí)施例7某些例示的作用劑在低濃度時(shí)是很有效的附聚助劑，但在較高濃度時(shí)又能很有效地使氧化鋁穩(wěn)定，阻止其結(jié)晶，這種出乎預(yù)料的發(fā)現(xiàn)使拜耳法的新改進(jìn)得以進(jìn)行。
作用劑可在浸煮、澄清或洗滌諸步驟之前、之間或之后添加，也可在結(jié)晶步驟之前添加，其中以在浸煮過(guò)程中添加為好。作用劑以足夠使氧化鋁穩(wěn)定而不結(jié)晶的高濃度來(lái)添加，較好是以約50ppm至約300ppm(以堿液總重量為基礎(chǔ)計(jì)算)的量來(lái)添加。這可防止在結(jié)晶步驟之前發(fā)生不希望的結(jié)晶作用，而且在有利的情況下，還可使氧化鋁/堿的濃度得以改善，結(jié)果使特定工廠的生產(chǎn)率得以提高。
緊接著在結(jié)晶步驟之前，將作用劑的濃度降低至不起穩(wěn)定劑作用而只起晶體生長(zhǎng)促進(jìn)劑作用的濃度水平，例如以堿液總重量為基礎(chǔ)計(jì)算，約為0.1ppm至約50ppm。該濃度水平，舉例來(lái)說(shuō)，通過(guò)用助濾劑或紅泥或鋁土進(jìn)行的絮凝作用來(lái)達(dá)到。
在本實(shí)施例中，評(píng)定了較高劑量的多糖對(duì)阻止氧化鋁結(jié)晶的穩(wěn)定作用的影響。將GJF544(300ppm)加入含有合成籽晶(7.0g，35g/l)的LTP液(200ml)中。在76℃下維持3小時(shí)后，用葡糖酸鈉溶液使這批試驗(yàn)物驟冷。將沉淀出來(lái)的三水合物濾出，用熱去離子水洗滌，然后在105℃下干燥。平均回收量為1.41g，相比之下，對(duì)于未處理過(guò)的各空白實(shí)驗(yàn)的批次來(lái)說(shuō)，平均回收量為26.03g。
適用于本發(fā)明中的多糖共聚物，可按《J.Macromol SciChem A16(8)》第1441-1462頁(yè)中所公開(kāi)的方法來(lái)制備，并且可作為接枝共聚物單體的物質(zhì)包括(但不限于)丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酰氨基甲基丙烷磺酸、二氯乙烯、苯乙烯、2-磺基乙基丙烯酰酯和苯乙烯磺酸酯及它們的堿金屬鹽和銨鹽、2-氨基乙基甲基丙烯酸鹽鹽酸化物、N、N-二甲基二烯丙基氯化銨等。
優(yōu)先選用的單體或共聚用單體，包括丙烯酰胺、丙烯酸的堿金屬鹽和銨鹽，以及丙烯酰氨基甲基丙烷磺酸。對(duì)給定的鋁土進(jìn)行有效性試驗(yàn)的其他可用的多糖，包括纖維素的衍生物，如羧甲基纖維素、瓜耳膠，黃原膠及由西米、香蕉、竹芋、木薯、稻米、玉米、小麥等得到的淀粉。
本領(lǐng)域?qū)I(yè)人員由本說(shuō)明書(shū)所授予的技術(shù)知識(shí)會(huì)明白，在不偏離已公開(kāi)的發(fā)明概念范圍的情況下，也可按其他的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。
表1A產(chǎn)品 劑量(ppm) 回收量(g)空白 a - 14.97空白 b - 14.95空白 c - 14.76GJF812 a 100 14.80GJF812 b 100 14.81GJF812 a 50 14.77GJF812 b 50 14.70GJF544 a 5 14.65GJF544 b 5 14.45GJF544 a 10 14.09GJF544 b 10 14.03GJF544 a 20 14.37GJF544 b 20 14.41GJF544 50 7.13GJF544 a 100 7.09GJF544 b 100 7.09GJF582 a 5 14.77GJF582 b 5 14.81GJF582 a 10 14.90GJF582 b 10 14.76GJF582 20 14.91GJF582 a 50 14.50GJF582 b 50 14.46GJF582 a 100 10.98GJF582 b 100 10.75
表2A產(chǎn)品 劑量(ppm) 回收量(g)空白a - 14.80空白b - 14.78空白c - 14.79GJF544a 10 14.51GJF544b 10 14.63GJF544a 25 13.11GJF544b 25 13.18GJF609a 10 14.57GJF609b 10 14.48GJF609a 25 13.95GJF609b 25 14.29GJF852a 10 14.41GJF852b 10 14.33GJF852a 25 14.36GJF852b 25 14.24GJF851a 10 14.33GJF851b 10 14.49GJF851a 25 14.50GJF851b 25 14.42
表2A(續(xù))產(chǎn)品 劑量(ppm) 回收量(g)GJF652a 10 14.64GJF652b 10 14.56GJF652a 25 14.67GJF652b 25 14.60GJF854a 10 14.42GJF854b 10 14.59GJF854a 25 13.30GJF854b 25 12.86GJF855 10 14.05GJF855a 25 11.34GJF855b 25 11.72
表3A產(chǎn)品 劑量(ppm) 回收量(g)空白 a - 14.96空白 b - 14.96空白 c - 14.86GJF544a 0.5 14.94GJF544b 0.5 14.85GJF544 1 14.90GJF544a 5 14.67GJF544b 5 14.71GJF854a 0.5 14.73GJF854b 0.5 14.84GJF854 1 14.68GJF854a 5 14.58GJF854b 5 14.69GJF855a 0.5 14.93GJF855b 0.5 14.78GJF855a 1 14.84GJF855b 1 14.81GJF855a 5 14.70GJF855b 5 14.68GJF646a 25 14.58GJF646b 25 14.71GJF856a 25 14.57GJF856b 25 14.68
表4A產(chǎn)品 劑量(ppm) 回收量(g)空白1a - 14.85空白1b - 14.93空白2c - 14.93空白2d - 15.02GJF152a 1 14.90GJF152b 1 14.83GJF152a 2 14.85GJF152b 2 14.81GJF152a 5 14.80GJF152b 5 14.86GJF152a 10 14.85GJF152b 10 14.76GJF152a 25 13.93GJF152b 25 13.95GJF152a 50 6.94GJF152b 50 6.84注1添加去離子水(1.0ml)。
2添加17g/l堿(1.0ml)。
表4A(續(xù))產(chǎn)品 劑量(ppm) 回收量(g)Hamaco 267 25 14.89Sta-Lox 600 25 14.92Glactacol 411 25 14.77Kelzan S 25 14.80Kelgin HV 25 14.72GJactacol 817 25 14.76Glactacol 640 25 14.77Staramic 747 25 14.81Klucol HF 25 14.73Kappa RE 9091 25 14.88Aquaret 25 14.64Kelcoloid HVF 25 14.66
表5A產(chǎn)品 劑量(ppm) 回收量(g)空白 a - 14.65空白 b - 14.42空白 c - 14.59GJF544a 5 14.35GJF544b 5 14.37GJF544a 10 13.94GJF544b 10 14.15GJF544a 25 7.29GJF544b 25 7.22GJF856a 5 14.62GJF856b 5 14.49GJF856a 10 14.57GJF856b 10 14.69GJF856a 25 14.55GJF856b 25 14.65GJF891a 5 14.51GJF891b 5 14.64GJF891a 10 14.40GJF891b 10 14.57GJF891a 25 14.68GJF891b 25 14.51
表5A(續(xù))產(chǎn)品 劑量(ppm) 回收量(g)GJF892a 5 14.68GJF892b 5 14.68GJF892a 10 14.58GJF892b 10 14.58GJF892a 25 14.50GJF892b 25 14.65GJF893a 5 14.48GJF893b 5 14.50GJF893a 10 14.29GJF893b 10 14.47GJF893a 25 14.46GJF893b 25 14.33
表6A產(chǎn)品 劑量(ppm) 回收量(g)空白 a - 14.76空白 b - 14.80空白 c - 14.75GJF812a 100 14.48GJF812b 100 14.65GJF853a 20 14.91GJF853b 20 14.84GJF890a 20 14.61GJF890b 20 14.76GJF661 50 14.59GJF661 25 14.39GJF661 10 14.68GJF662 50 14.72GJF662 25 14.66GJF662 10 14.48GJF544 20 12.37GJF871a 50 14.19GJF871b 50 14.3權(quán)利要求
1.一種加工鋁土礦以回收氧化鋁的方法，該方法包括以下步驟(a)在堿液中浸煮所述礦石，以提取有用的氧化鋁；(b)接著使堿液澄清，以除去堿不溶物質(zhì)；(c)使氧化鋁晶體從澄清液中沉淀出來(lái)；以及(d)在澄清步驟之后和在沉淀步驟之前或之中，向澄清液中添加有效量的多糖或多糖接枝共聚物。
2.權(quán)利要求1所述的方法，其中多糖或多糖接枝共聚物的有效量，按堿液總重量為基礎(chǔ)計(jì)算，為約0.1ppm至約100ppm。
3.權(quán)利要求2所述的方法，其中有效量按堿液總重量為基礎(chǔ)計(jì)算，為約0.1ppm至約50ppm。
4.權(quán)利要求3所述的方法，其中有效量按堿液總重量為基礎(chǔ)計(jì)算，為約0.1ppm至約25ppm。
5.一種加工鋁土礦以回收氧化鋁的方法，該方法包括以下步驟(a)在堿液中浸煮所述礦石，以提取有用的氧化鋁;(b)接著使堿液澄清，以除去堿不溶物質(zhì);(c)使氧化鋁晶體從澄清液中沉淀出來(lái);(d)在沉淀步驟上游添加一種作用劑，該作用劑在初始濃度時(shí)能有效地使氧化鋁穩(wěn)定不沉淀，而在較低濃度時(shí)則是一種有效的附聚助劑和/或晶體生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑;(e)在沉淀步驟之前，將所述作用劑的濃度控制在初始濃度或高于初始濃度;以及(f)緊接在沉淀步驟之前或在沉淀步驟之中，將所述作用劑的濃度降到較低數(shù)值。
6.權(quán)利要求5所述的方法，其中所述作用劑為多糖或多糖接枝共聚物。
7.權(quán)利要求5或6所述的方法，其中將所述作用劑按堿液總重量為基礎(chǔ)計(jì)算，以約50ppm至約300ppm的初始濃度加入堿液，以使氧化鋁穩(wěn)定不沉淀。
8.權(quán)利要求5至7中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述較低濃度按堿液總重量為基礎(chǔ)計(jì)算，為約0.1ppm至約50ppm。
9.權(quán)利要求8所述的方法，其中所述較低濃度按堿液總重量為基礎(chǔ)計(jì)算，為約0.1ppm至約25ppm。
10.權(quán)利要求1至4或6至9中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述的多糖或多糖接枝共聚物的平均分子量為75，000至5，000，000。
11.權(quán)利要求1至4或6至9中任一項(xiàng)所述的方法，其中多糖選自平均分子量為75，000至5，000，000的葡聚糖、非離子型淀粉、陰離子型淀粉、鹿角菜、馬鈴薯淀粉、小麥淀粉、Wades玉米的玉米粉及蠟狀玉米淀粉。
12.權(quán)利要求1至4或6至10中任一項(xiàng)所述的方法，其中多糖接枝共聚物選自葡聚糖-(g)-聚丙烯酸酯及葡聚糖-(g)-聚丙烯酰胺。
全文摘要
本發(fā)明涉及晶體生長(zhǎng)調(diào)節(jié)，更具體地說(shuō)，涉及拜耳法中氧化鋁沉淀時(shí)對(duì)晶體生長(zhǎng)的調(diào)節(jié)作用。把鋁土礦置于堿液中加以浸煮，以提取有用的氧化鋁。接著使堿液澄清，以除去堿不溶物質(zhì)，并使氧化鋁晶體從澄清液中沉淀出來(lái)。按本發(fā)明的一個(gè)方面，在澄清步驟之后和沉淀步驟之前或之中，將有效量的多糖或?yàn)樘墙又簿畚锾砑拥綁A液中。
文檔編號(hào)C01F7/47GK1058574SQ9110503
公開(kāi)日1992年2月12日 申請(qǐng)日期1991年6月24日 優(yōu)先權(quán)日1990年6月25日
發(fā)明者G·J·法夸爾森 申請(qǐng)人:納爾科澳大利亞有限公司